CH628399A5

CH628399A5 - ARRANGEMENT FOR COOLING THE CYLINDER COVER OF A FOUR-STROKE DIESEL ENGINE.

Info

Publication number: CH628399A5
Application number: CH577378A
Authority: CH
Inventors: George Dr Lustgarten
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1978-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1982-02-26
Also published as: DE2825298C2; NL188049B; GB2021691B; FI66057B; FR2426806B1; IT7922325A0; FI791502A; SU953991A3; DE2825298A1; ES480069A1; JPS54155328A; FI66057C; NL188049C; IT1113936B; SE7904497L; DK196979A; NL7903784A; NO149934B; NO149934C; GB2021691A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kühlung des Zylinderdeckels eines Viertakt-Dieselmotors, mit im Zylinderdeckel die in Axialrichtung des Zylinders verlaufenden Ausnehmungen für Einlass- und die Auslassventile, mit mehreren zur Kühlung der Zylinderdeckel-Bodenfläche dienenden Dek-kelboden-Kühlbohrungen und mit mehreren, zur Kühlung von Ventilsitzen dienenden Ventilsitz-Kühlkanälen. The invention relates to an arrangement for cooling the cylinder cover of a four-stroke diesel engine, with in the cylinder cover the extending in the axial direction of the cylinder recesses for the intake and exhaust valves, with several for cooling the cylinder cover bottom surface serving cover bottom cooling holes and with several Cooling of valve seat cooling channels that serve valve seats.

Zu hohe Gastemperaturen in den Zylindern eines Viertakt-Dieselmotors gefährdet einerseits den dem Brennraum zugewendeten Boden des Zylinderdeckels und andererseits die Ventilsitze, insbesondere diejenigen der Auslassventile. Im Betrieb ist der Zylinderdeckel sowohl von Gaskräften herrührenden mechanischen Spannungen als auch durch hohe Temperaturen verursachten Wärmespannungen unterworfen. Als Kombinationswirkung dieser Spannungen können im Boden des Zylinderdeckels Risse entstehen. Ferner kann eine unzulässige Durchbiegung des Zylinderdeckels eintreten, so dass die Dichtheit der Ventile nicht mehr gewährleistet ist und Gas durch die an sich geschlossenen Auslassventile entweichen kann, was zur Überhitzung dieser Ventile führen würde. Aus diesen Gründen wird der Zylinderdeckel mit einer Kühlanordnung ausgerüstet, die den beiden vorerwähnten Anforderungen Rechnung tragen muss. Excessively high gas temperatures in the cylinders of a four-stroke diesel engine endanger the bottom of the cylinder cover facing the combustion chamber on the one hand and the valve seats, in particular those of the exhaust valves, on the other. In operation, the cylinder cover is subjected to mechanical stresses resulting from gas forces as well as thermal stresses caused by high temperatures. As a combination of these tensions, cracks can occur in the bottom of the cylinder cover. Furthermore, an inadmissible deflection of the cylinder cover can occur, so that the tightness of the valves is no longer guaranteed and gas can escape through the exhaust valves, which are closed per se, which would lead to overheating of these valves. For these reasons, the cylinder cover is equipped with a cooling arrangement which must take into account the two aforementioned requirements.

Es ist bereits eine Kühlanordnung dieser Art vorgeschlagen worden, bei der die Kühlung des Zylinderdeckel-Bodens mittels Deckelboden-Kühlbohrungen und die Kühlung der Ventilsitze mittels Ventilsitz-Kühlbohrungen bewerkstelligt wird. Dabei kommunizieren die Deckelboden-Kühlbohrungen und die Ventilsitz-Kühlbohrungen miteinander und sind Teile eines gemeinsamen Kühlkreislaufes, der von relativ kaltem Kühlwasser mit einer Temperatur von 50 bis 60 °C durchströmt wird, das schon den Zylindereinsatz gekühlt hat und relativ niedrige Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Diese Kühlanordnung ist nicht in allen Fällen optimal, da für zwei verschiedene Kühlaufgaben, nämlich die Deckelbodenkühlung und die Ventilsitzkühlung, das gleiche Kühlwasser verwendet wird. Die Temperatur dieses Kühlwassers ist mit Hinsicht auf die strengeren Anforderungen der Ventilsitzkühlung gewählt, so dass der Deckelboden einer unnötig starken Kühlung ausgesetzt ist. Zudem ist die relativ niedrige Strömungsgeschwindigkeit vom Standpunkt der Wärmeübertragung ungünstig. A cooling arrangement of this type has already been proposed, in which the cooling of the cylinder cover base is achieved by means of cover base cooling bores and the cooling of the valve seats by means of valve seat cooling bores. The lid bottom cooling holes and the valve seat cooling holes communicate with each other and are parts of a common cooling circuit that is flowed through by relatively cold cooling water with a temperature of 50 to 60 ° C, which has already cooled the cylinder insert and has a relatively low flow rate. This cooling arrangement is not optimal in all cases, since the same cooling water is used for two different cooling tasks, namely the lid bottom cooling and the valve seat cooling. The temperature of this cooling water is chosen in view of the stricter requirements of valve seat cooling, so that the lid base is exposed to unnecessarily strong cooling. In addition, the relatively low flow rate is unfavorable from the point of view of heat transfer.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die gegenseitige Abhängigkeit der Deckelboden- und der Ventilsitzkühlung vermieden wird und die mehr Freiheit in der Wahl der Kühltemperaturen und der Strömungsgeschwindigkeiten des Kühlmittels bietet. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelboden-Kühlbohrungen und die Ventilsitz-Kühlkanäle voneinander getrennt angeordnet und unabhängig gekühlt sind, dass die Deckelbo-den-Kühlbohrungen Teile eines von einem ersten Kühlmittel durchströmten, selbständigen Deckelboden-Kühlkreislaufes und die Ventilsitz-Kühlkanäle Teile eines von einem zweiten Kühlmittel durchströmten, vom Deckelboden-Kühlkreislauf getrennten und unabhängigen Ventilsitz-Kühlkreislaufes sind und dass die Kühltemperatur des zweiten Kühlmittels wesentlich unterhalb der Kühltemperatur des ersten Kühlmittels liegt. The object of the invention is to provide a cooling arrangement of the type mentioned, in which the interdependency of the cover bottom and the valve seat cooling is avoided and which offers more freedom in the choice of cooling temperatures and the flow rates of the coolant. The solution to this problem according to the invention is characterized in that the cover bottom cooling bores and the valve seat cooling ducts are arranged separately from one another and cooled independently, in that the cover bottom cooling bores are parts of an independent cover bottom cooling circuit through which a first coolant flows and the valve seat Cooling channels are parts of an independent valve seat cooling circuit through which a second coolant flows and which is separate from the cover bottom cooling circuit and that the cooling temperature of the second coolant is substantially below the cooling temperature of the first coolant.

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

628399 628399

Durch die erfindungsgemässe vollständige Trennung der Ventilsitzkühlung von der Deckelbodenkühlung wird es möglich, diese beiden voneinander unabhängig auszulegen und mit Rücksicht auf die an sie gestellten speziellen Anforderungen zu optimieren. Kühltemperaturen und Strömungsgeschwindigkei- 5 ten können optimal angepasst werden und der bei voneinander abhängigen Kühlungen auftretende ungünstige Einfluss auf den Wirkungsgrad der Kühlung kann vermieden werden. Für die Ventilsitzkühlung ergeben sich dabei relativ kleine Kühlmittelmengen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass wegen der io Trennung der Kreisläufe nunmehr für den Zylinderdeckelboden die sogenannte «Heisskühlung» angewendet werden kann, wobei der Wärmeinhalt des Deckelboden-Kühlmittels hoch genug ist, um es z. B. zur Dampferzeugung zu nützen. The complete separation of the valve seat cooling from the cover bottom cooling according to the invention makes it possible to design these two independently of one another and to optimize them with regard to the special requirements placed on them. Cooling temperatures and flow velocities can be optimally adjusted and the unfavorable influence on cooling efficiency that occurs with interdependent cooling can be avoided. Relatively small amounts of coolant result for valve seat cooling. A particular advantage is that because of the io separation of the circuits, the so-called "hot cooling" can now be used for the cylinder cover base, the heat content of the cover base coolant being high enough to allow it to cool down. B. to use for steam generation.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind für jeden 15 zu kühlenden Ventilsitz ein diesen umgebender und seiner Sitzfläche zugewendeter unterer Ringkanal, ein zu diesem koaxial angeordneter und mit ihm kommunizierender, der Ventilsitzfläche abgewendeter oberer Ringkanal, eine vom Umfang des Zylinderdeckels zum unteren Ringkanal führende Zuführboh- 20 rung und eine vom oberen Ringkanal zum Umfang des Zylinderdeckels führende Abführbohrung vorgesehen. Jeder mit dieser Kühlanordnung versehene Ventilsitz wird somit unabhängig von dem bzw. den anderen gekühlt. According to one embodiment of the invention, for each valve seat to be cooled, there is a lower annular channel which surrounds it and faces its seat surface, an upper annular channel which is arranged coaxially with it and communicates with it and faces away from the valve seat surface; tion and a discharge hole leading from the upper ring channel to the circumference of the cylinder cover. Each valve seat provided with this cooling arrangement is thus cooled independently of the other.

Das erste Kühlmittel ist zweckmässig von einem den Kol- 25 ben führenden Zylindereinsatz herkommendes Kühlwasser. Dieses relativ warme Kühlwasser hat zweckmässig eine Temperatur von über 110 °C und eine Strömungsgeschwindigkeit in mindestens einigen der Deckelboden-Kühlbohrungen von mehr als 1 m/s. Das zweite Kühlmittel hingegen ist vorteilhaft 30 relativ kaltes Kühlwasser mit einer Temperatur von etwa 60 °C und mit einer Strömungsgeschwindigkeit in den Ventilsitz-Kühlbohrungen und den mit diesen kommunizierenden Ringkanälen von mehr als 1 m/s. Damit wird den strengeren Anforderungen der Ventilsitzkühlung Rechnung getragen. 35 The first coolant is expediently cooling water coming from a cylinder insert that guides the piston. This relatively warm cooling water expediently has a temperature of over 110 ° C. and a flow rate in at least some of the cover bottom cooling bores of more than 1 m / s. The second coolant, on the other hand, is advantageously 30 relatively cold cooling water with a temperature of approximately 60 ° C. and with a flow rate in the valve seat cooling bores and the ring channels communicating with them of more than 1 m / s. This takes the stricter requirements of valve seat cooling into account. 35

Nachstehend werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Some exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen in einen Oberteil und einen Unterteil unterteilten Zylinderdeckel und den oberen Teil eines Zylindereinsatzes, entsprechend der Linie I-I in 40 Fig. 2, 1 shows an axial section through a cylinder cover divided into an upper part and a lower part and the upper part of a cylinder insert, corresponding to the line I-I in FIG. 2,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den Zylinderdeckel nach Fig. 1, entsprechend der Linie II-II in Fig. 1, 2 shows a horizontal section through the cylinder cover according to FIG. 1, along the line II-II in FIG. 1,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch den Zylinderdeckel nach Fig. 1 und 2, entsprechend der Linie III-III in Fig. 2, 45 3 shows an axial section through the cylinder cover according to FIGS. 1 and 2, corresponding to the line III-III in FIGS. 2, 45

Fig. 4 einen Horizontalschnitt durch den Zylinderdeckel, entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3, 4 shows a horizontal section through the cylinder cover, along the line IV-IV in FIG. 3,

Fig. 5 einen der Fig. 3 ähnlichen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Zylinderdeckels, entsprechend der Linie V-V in Fig. 6, 50 5 a section similar to FIG. 3 through another embodiment of the cylinder cover, corresponding to the line V-V in FIG. 6, 50

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch den Zylinderdeckel, entsprechend der Linie VI-VI in Fig. 5 und Fig. 6 is a horizontal section through the cylinder cover, along the line VI-VI in Fig. 5 and

Fig. 7 einen Schnitt durch eine einstückige Ausführungsform des Zylinderdeckels, wobei die rechte Hälfte der Fig. 7 der Schnittebene der Fig. 1 und die linke Hälfte der Schnitt- 55 ebene der Fig. 3 entspricht. 7 shows a section through a one-piece embodiment of the cylinder cover, the right half of FIG. 7 corresponding to the sectional plane of FIG. 1 and the left half of the sectional plane of FIG. 3.

Der Zylinderdeckel nach Fig. 1 bis 4 besteht aus einem Oberteil 1 mit Gaskanälen 10 und mit einem das Kühlwasser für die Gaskanäle 10 führenden Kühlwasserraum 11 und einem Unterteil 2 mit Deckelboden-Kühlbohrungen 18,19 und Ventil- 60 sitz-Kühlkanälen 32,34. Der Oberteil 1 und der Unterteil 2 sind zusammen mit einem Zylindereinsatz 3, der einen nicht dargestellten Arbeitskolben führt, mittels den Schrauben 4 auf dem ebenfalls nicht dargestellten Zylinderblock befestigt. Parallel zur Achse des Zylindereinsatzes 3 erstrecken sich im Zylinder- 65 deckel 1,2 je zwei Ausnehmungen 6 und 7, von denen die Ausnehmungen 6 je ein Auslassventil 8 und die Ausnehmüngen 7 je ein Einlassventil 9 enthalten. Koaxial zum Zylindereinsatz 3 1 to 4 consists of an upper part 1 with gas channels 10 and with a cooling water chamber 11 leading the cooling water for the gas channels 10 and a lower part 2 with cover bottom cooling bores 18, 19 and valve 60 seat cooling channels 32, 34. The upper part 1 and the lower part 2 are fastened together with a cylinder insert 3, which guides a working piston, not shown, by means of the screws 4 on the cylinder block, also not shown. Two recesses 6 and 7 each extend in the cylinder cover 1, 2 parallel to the axis of the cylinder insert 3, of which the recesses 6 each contain an outlet valve 8 and the recesses 7 each contain an inlet valve 9. Coaxial to the cylinder insert 3

weist der Oberteil 1 des Zylinderdeckels eine Ausnehmung 13 auf, in der eine Büchse 14 angeordnet ist, die sich in den Unterteil 2 hinein erstreckt und zur Aufnahme eines nicht dargestellten Brennstoffventils dient. Zwischen dem Oberteil 1 und dem Unterteil 2 ist eine die Büchse 14 mit Abstand umgebende Dichthülse 16 angeordnet, die den freien Durchfluss des von den Deckelboden-Kühlbohrungen 18,19 über Kanäle 21 abströmenden Kühlwassers zum Kühlwasserraum 11 zulässt und zugleich einen Austritt von Wasser durch die Trennfläche zwischen den Teilen 1 und 2 hindurch verhindert. the upper part 1 of the cylinder cover has a recess 13 in which a bushing 14 is arranged which extends into the lower part 2 and serves to receive a fuel valve (not shown). Between the upper part 1 and the lower part 2 is a sleeve 16 surrounding the sleeve 14 at a distance, which allows the free flow of the cooling water flowing from the cover bottom cooling bores 18, 19 via channels 21 to the cooling water chamber 11 and at the same time an escape of water through the Partition between parts 1 and 2 prevented.

Die Deckelboden-Kühlbohrungen 18,19 sind in einer Ebene nahe der dem Brennraum 12 zugewendeten Bodenfläche 5 des Zylinderdeckels 1,2 verteilt asngeordnet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Diese Ebene liegt unterhalb derjenigen, in der sich die in Fig. 3 sichtbaren Ventilsitz-Kühlbohrungen 34 befinden. Die Deckelboden-Kühlung ist in vier Kühlbereiche unterteilt, von denen jeder durch zwei sich in der Zylinderachse 17 kreuzenden, radialen Ebenen begrenzt ist, die sich durch je zwei, einander benachbarter Ausnehmungen 6 und/oder 7 erstrecken, und zwar auf deren Achsen. Jedem so gebildeten Kühlbereich ist eine Gruppe von Kühlbohrungen 18 und 19 zugeordnet. Jede solche Gruppe besteht aus einer radialen, innen angeordneten Innenbohrung 18, und drei zu dieser konvergierenden und mit ihr kommunizierenden, über den radial aussen liegenden Teil des betreffenden Kühlbereiches verteilten, mit Verschlussschrauben 20 nach aussen verschlossenen Aussenbohrungen 19. Die Innenbohrungen 18 kommunizieren über die Verbindungskanäle 21 mit dem zwischen der Büchse 14 einerseits und dem Unterteil 2 und der Dichthülse 16 andererseits vorgesehenen Ringraum 22, der wiederum mit dem Kühlwaserraum 11 kommuniziert. The cover bottom cooling bores 18, 19 are distributed in a plane close to the bottom surface 5 of the cylinder cover 1 2 facing the combustion chamber 12, as can be seen from FIG. 2. This level lies below that in which the valve seat cooling bores 34 visible in FIG. 3 are located. The lid bottom cooling is divided into four cooling areas, each of which is delimited by two radial planes which intersect in the cylinder axis 17 and which each extend through two mutually adjacent recesses 6 and / or 7, on their axes. A group of cooling bores 18 and 19 is assigned to each cooling region formed in this way. Each such group consists of a radial, internally arranged inner bore 18, and three outer bores 19, which converge with and communicate with it and are distributed over the radially outer part of the cooling area in question, and are closed with locking screws 20 to the outside. The inner bores 18 communicate via the connecting channels 21 with the annular space 22 provided between the sleeve 14 on the one hand and the lower part 2 and the sealing sleeve 16 on the other hand, which in turn communicates with the cooling water space 11.

Die Aussenbohrungen 19 kommunizieren mit Übertrittskanälen 25, die in einem das obere Ende des Zylindereinsatzes 3 umgebenden Leitmantel 24 ausgebildet sind, wobei jeweils die beiden benachbarten Aussenbohrungen 19 zweier einander benachbarter Gruppen von dem gleichen Übertrittskanal 25 gespeist werden. Der Leitmantel 24 und der Unterteil 2 bestehen aus einem Stück, wobei der Leitmantel 24 zugleich als Zugkräfte aufnehmende Bandage für den Zylindereinsatz 3 dient. Die Übertrittskanäle 25 sind nach unten mittels Verschlussschrauben 20' verschlossen und kommunizieren über einen Ringkanal 27 und Radialkanäle 28 mit im Zylindereinsatz ausgebildeten, an sich bekannten Kühlkanälen 26. The outer bores 19 communicate with transition passages 25, which are formed in a guide jacket 24 surrounding the upper end of the cylinder insert 3, the two adjacent outer bores 19 of two adjacent groups being fed by the same transition passage 25. The guide sheath 24 and the lower part 2 consist of one piece, the guide sheath 24 also serving as a bandage for the cylinder insert 3 which absorbs tensile forces. The transfer channels 25 are closed at the bottom by means of screw plugs 20 'and communicate via an annular channel 27 and radial channels 28 with cooling channels 26 which are known per se and are formed in the cylinder insert.

Zur Kühlung des Deckelbodens wird Kühlwasser von den Kühlkanälen 26 des Zylindereinsatzes 3 über den Ringkanal 27, die Radialkanäle 28 und die Übertrittskanäle 25 zugeführt. Von diesen strömt das Kühlwasser über die Aussenbohrungen 19 zu den Innenbohrungen 18 und kühlt dabei den Deckelboden, wonach es über die Kanäle 21 und den Ringraum 22 zum Kühl-wasserraum 11 gelangt Die Deckelboden-Kühlkanäle 18,19 sind Teile eines selbständigen Kühlkreislaufes, der zugleich die Kühlung des Zylindereinsatzes 3 gewährleistet. Das Kühlwasser besitzt in den Deckelboden-Kühlkanälen eine Kühltemperatur von 120 bis 130 °C und eine Durchflussgeschwindigkeit in den Innenbohrungen, die grösser als 1 m/s ist. To cool the lid base, cooling water is supplied from the cooling channels 26 of the cylinder insert 3 via the ring channel 27, the radial channels 28 and the transfer channels 25. From these, the cooling water flows via the outer bores 19 to the inner bores 18 and thereby cools the lid base, after which it reaches the cooling water space 11 via the channels 21 and the annular space 22. The lid base cooling channels 18, 19 are parts of an independent cooling circuit which at the same time ensures the cooling of the cylinder insert 3. The cooling water in the lid bottom cooling channels has a cooling temperature of 120 to 130 ° C and a flow rate in the inner bores that is greater than 1 m / s.

In den Ausnehmungen 6 und 7 ist je ein Ventilsitzring 30 bzw. 31 eingepresst, auf dessen dem Brennraum 12 zugewendeten Ende eine Ventilsitzfläche 40 für den bewegbaren Verschlussteil des entsprechenden Auslass- bzw. Einlassventiles 8, bzw. 9 ausgebildet ist, Die Verschlussteile sind mit ihrem schaft-förmigen Abschnitt jeweils in einer Führungsbüchse 29 geführt. Am Umfang jedes Ventilsitzringes 30 ist zwischen diesem und der Begrenzungsfläche der Ausnehmung 6 der Ringkanal 32 vorgesehen. Ein ähnlicher Ringkanal 33 ist nahe zwischen dem unteren Ende der Büchse 14 zwischen dieser und einer sie umgebenden, zentralen Ausnehmung im Unterteil 2 vorgesehen. Der Ringkanal 33 kommuniziert über den inneren Teil 34' der in radialer Richtung verlaufenden Ventilsitz-Kühlbohrun In each of the recesses 6 and 7, a valve seat ring 30 or 31 is pressed, on the end of which faces the combustion chamber 12, a valve seat surface 40 is formed for the movable closure part of the corresponding outlet or inlet valve 8 or 9, respectively. The closure parts are with their shaft-shaped section each guided in a guide bush 29. The annular channel 32 is provided on the circumference of each valve seat ring 30 between the latter and the boundary surface of the recess 6. A similar ring channel 33 is provided close between the lower end of the sleeve 14 between it and a surrounding central recess in the lower part 2. The ring channel 33 communicates via the inner part 34 'of the valve seat cooling bore extending in the radial direction

628399 628399

4 4th

gen 34 mit den Ringkanälen 32 der Ventilsitzringe 30 der beiden einander benachbarten Auslassventile 8. gene 34 with the ring channels 32 of the valve seat rings 30 of the two adjacent exhaust valves 8th

Zur Kühlung der Ventilsitzflächen 40 der beiden Auslassventile 8 wird Kühlwasser aus einem selbständigen Kühlkreislauf mit eigener Pumpe und separatem Kühler - diese beiden sind in der Zeichnung nicht dargestellt - dem äusseren Teil einer der Kühlbohrungen 34 in Richtung des Pfeiles 42 (Fig. 4) zugeführt. Das Wasser strömt entlang dieser Kühlbohrung 34 in radialer Richtung nach innen in den Ringkanal 32, wo es die Ventilsitzfläche 40 des entsprechenden Auslassventils kühlt, und weiter über den inneren Teil 34' der Kühlbohrung 34 in den die Büchse 14 umgebenden Ringkanal 33, wo es das nicht dargestellte Brennstoffventil kühlt. Vom Ringkanal 33 strömt das Kühlwasser über den inneren Teil 34' der Kühlbohrung 34 des benachbarten Auslassventils 8 in dessen Ringkanal 32, wobei es die entsprechende Ventilsitzfläche 40 kühlt, und dann in radialer Richtung über den äusseren Teil der Kühlbohrung 34 nach aussen, wo es den Zylinderdeckel verlässt (Pfeil 43). Wegen der strengeren Kühlanforderungen dieses Kühlkreislaufes wird hier relativ kaltes Kühlwasser verwendet, das eine Kühltemperatur von 50 bis 60 °C und eine Durchflussgeschwindigkeit in den Ventilsitz-Kühlkanälen 34,32 und 34' von mehr als 1 m/s besitzt. Durch die vollständige Trennung des Ventil-sitz-KühlkreisIaufes vom Deckelboden-Kühlkreislauf wird erreicht, dass die beiden Kühlkreisläufe mit Rücksicht auf die an sie gestellten Anforderungen optimiert werden können, ohne dass sie aufeinander einen bezüglich der Kühlung ungünstigen Einfluss ausüben. To cool the valve seat surfaces 40 of the two outlet valves 8, cooling water is fed from an independent cooling circuit with its own pump and separate cooler - these two are not shown in the drawing - to the outer part of one of the cooling bores 34 in the direction of arrow 42 (FIG. 4). The water flows along this cooling bore 34 in the radial direction inward into the ring channel 32, where it cools the valve seat surface 40 of the corresponding exhaust valve, and further via the inner part 34 'of the cooling bore 34 into the ring channel 33 surrounding the sleeve 14, where it is not shown fuel valve cools. From the ring channel 33, the cooling water flows via the inner part 34 'of the cooling bore 34 of the adjacent outlet valve 8 into its ring channel 32, cooling the corresponding valve seat surface 40, and then in a radial direction to the outside via the outer part of the cooling bore 34, where it flows Leaves cylinder cover (arrow 43). Because of the stricter cooling requirements of this cooling circuit, relatively cold cooling water is used here, which has a cooling temperature of 50 to 60 ° C and a flow rate in the valve seat cooling channels 34, 32 and 34 'of more than 1 m / s. The complete separation of the valve seat cooling circuit from the cover bottom cooling circuit means that the two cooling circuits can be optimized with due regard to the requirements placed on them without exerting an unfavorable influence on the cooling.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Variante der Ventilsitzkühlung ist in den Ausnehmungen 6 und 7 je ein Ventilsitzring 44 mit einer Ventilsitzfläche 40 eingepresst. Am Aussen-umfang jedes Ventilsitzringes 44 ist zwischen diesem und der Begrenzungsfläche der betreffenden Ausnehmung ein unterer, der Ventilsitzfläche 40 zugewendeter Ringkanal 45 und ein oberer Ringkanal 46 vorgesehen, der mit dem Ringkanal 45 über In the variant of the valve seat cooling shown in FIGS. 5 and 6, a valve seat ring 44 with a valve seat surface 40 is pressed into each of the recesses 6 and 7. On the outer circumference of each valve seat ring 44, a lower ring channel 45 facing the valve seat surface 40 and an upper ring channel 46 are provided between the latter and the boundary surface of the recess in question

Aussparungen 47 kommuniziert. Jeweils eine Zuführbohrung 37 führt vom Umfang des Unterteiles 2 zum unteren Ringkanal 45 und eine Abführbohrung 38 vom oberen Ringkanal 46 nach aussen. Das Kühlwasser strömt über jede Zuführbohrung 37 in s den zugehörigen unteren Ringkanal 45 und kühlt dabei die betreffende Ventilsitzfläche 40. Von hier strömt das Wasser über die Aussparungen 47 in den oberen Ringkanal 46 und weiter über die zugehörige Abführbohrung 38 zum Umfang des Unterteiles 2 zurück. Die Bohrungen 37 und 38 sind an ihren io äusseren Enden mit nicht dargestellten Zu- und Abführleitungen verbunden, an die die Pumpe bzw. der Kühler angeschloss-sen ist und mit denen sie einen vom Deckelboden-Kühlkreislauf unabhängigen Ventilsitz-Kühlkreislauf bilden. Dieser Ventilsitz-Kühlkreislauf ist also für die Kühlung der Ventilsitze i5 sowohl der Auslassventile 8 als auch der Einlassventile 9 ausgelegt. Diese Ausführungsform kann jedoch auch für die Kühlung nur der Auslassventile oder nur der Einlassventile zweckmässig sein. Recesses 47 communicated. In each case one feed hole 37 leads from the periphery of the lower part 2 to the lower ring channel 45 and one discharge hole 38 leads outwards from the upper ring channel 46. The cooling water flows through each feed bore 37 in s the associated lower ring channel 45 and thereby cools the relevant valve seat surface 40. From here the water flows through the recesses 47 into the upper ring channel 46 and further via the associated discharge bore 38 back to the circumference of the lower part 2. The bores 37 and 38 are connected at their io outer ends to supply and discharge lines, not shown, to which the pump or the cooler is connected and with which they form a valve seat cooling circuit which is independent of the cover bottom cooling circuit. This valve seat cooling circuit is therefore designed for cooling the valve seats i5 of both the exhaust valves 8 and the intake valves 9. However, this embodiment can also be expedient for cooling only the exhaust valves or only the intake valves.

Bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen 20 des Zylinderdeckels ist der Oberteil vorteilhaft aus Grauguss oder Sphäroguss und der Unterteil 2 aus Stahl oder Stahlguss hergestellt. Der Leitmantel 24 kann auch ein vom Unterteil 2 getrennter Teil sein, der aus Grauguss, oder wenn er als Bandage für den Zylindereinsatz 3 dient, aus Stahlguss hergestellt 25 sein kann. In the above-described embodiments 20 of the cylinder cover, the upper part is advantageously made of gray cast iron or spheroidal cast iron and the lower part 2 is made of steel or cast steel. The guide jacket 24 can also be a part separate from the lower part 2, which can be made of cast iron or, if it serves as a bandage for the cylinder insert 3, of cast steel 25.

Der Zylinderdeckel nach Fig. 7 ist in seiner konstruktiven Form demjenigen nach den Fig. 1 bis 4 im wesentlichen gleich, jedoch besteht er aus einem Stück, in dem sowohl die Gaskanäle 10 als auch die Deckelboden- und die Ventilsitz-Kühlka-30 näle untergebracht sind. Ein solcher Zylinderdeckel kann aus Grauguss oder aus Sphäroguss bestehen. Der Leitmantel 24 kann auch in diesem Fall einen selbständigen Teil bilden und ebenfalls aus Grauguss bestehen; wenn er als Zugkräfte aufnehmende Bandage für den Zylindereinsatz 3 dienen soll, wird man 35 ihn aus Stahlguss herstellen. 7 is essentially the same in its constructive form as that of FIGS. 1 to 4, but it consists of one piece in which both the gas channels 10 and the cover bottom and the valve seat cooling channel 30 are accommodated are. Such a cylinder cover can consist of gray cast iron or nodular cast iron. The guide jacket 24 can also form an independent part in this case and also consist of gray cast iron; if it is to serve as a tension absorbing bandage for the cylinder insert 3, it will be made of cast steel.

G G

4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

628399

1. Arrangement for cooling the cylinder cover of a four-stroke diesel engine, with recesses in the cylinder cover in the axial direction of the cylinder for the intake and exhaust valves, with several cover bottom cooling bores for cooling the cylinder cover bottom surface, and with several cooling valve seats Valve seat cooling channels, characterized in that the cover bottom cooling bores (18, 19) and the valve seat cooling channels (32, 34) are arranged separately from one another and are cooled independently, in that the cover bottom cooling bores (18, 19) are parts of one of a first Independent cover bottom cooling circuit through which coolant flows and the valve seat cooling channels (32, 34) are parts of a valve seat cooling circuit through which a second coolant flows and is separate and independent from the cover bottom cooling circuit, and that the cooling temperature of the second coolant is substantially below the cooling temperature of the first coolant lies.

2. Arrangement according to claim 1, with an annular channel surrounding each valve seat to be cooled and a radial cooling bore connected to this channel, characterized in that the radial cooling bores (34, 34 ') of two adjacent valves performing the same function, preferably the Exhaust valves communicate via a central ring channel (33) surrounding the fuel valve and that second coolant flows radially inwards in one of the cooling bores (34, 34 ') and radially outwards in the cooling bore (34, 34') of the adjacent valve with the same function

2nd

PATENT CLAIMS

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that for each valve seat to be cooled a surrounding and its seat surface facing lower ring channel (45), a coaxial arranged and communicating with it, the valve seat surface facing away from the upper ring channel (46), one of The circumference of the cylinder cover leading to the lower ring channel (45) feed bore (37) and a discharge bore (38) leading from the upper ring channel (46) to the circumference of the cylinder cover are provided.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the first coolant from a cylinder insert (3) guiding the piston is cooling water, the temperature of which is more than 110 ° C and the flow rate in at least some of the cover bottom cooling bores (19, 18) more than 1 m / s.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the second coolant is cooling water, its temperature in the order of 60 ° C and its flow rate in the valve seat cooling bores (34,34 '; 37,38) and in those communicating with them Ring channels (32; 45, 46) is more than 1 m / s.

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that for cooling each lid bottom cooling area, which is each delimited by two intersecting in the cylinder axis (17), radial planes of two mutually adjacent recesses (6,7) a group of cover bottom cooling bores is provided, each group having an inner bore (18) which extends in the radial direction and a plurality of converging and communicating with the inner bore (18) via the part of the cover base which is assigned to the group and located radially outward Distributed cooling bores (19).

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the outer bores (19) communicate with transfer channels (25) which are formed in a guide jacket (24) surrounding the cylinder insert (3) of the cylinder cover and with cooling channels (26) in the cylinder insert (3 ) stay in contact.

8. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cover bottom cooling bores (19, 18) and the valve seat cooling channels (34, 32, 34 ') in one from one

Pieces of existing cylinder covers are formed.

9. Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cover bottom cooling bores (19, 18) and the valve seat cooling channels (34, 32, 34 ') are formed in a lower part (2) of the cylinder cover, which by an upper part (1) having the gas channels (10) is separated.